2022年2022年電力電子技術(shù)第1章答案

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載第 1 章摸索題與習(xí)題1.1 晶閘管的導(dǎo)通條件為什么.導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流和負(fù)載上的電壓由什么打算.答：晶閘管的導(dǎo)通條件為：晶閘管陽(yáng)極和陽(yáng)極間施加正向電壓,并在門(mén)極和陽(yáng)極間施加正向觸發(fā)電壓和電流（或脈沖）；導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流由負(fù)載阻抗打算,負(fù)載上電壓由輸入陽(yáng)極電壓ua 打算；1.2 晶閘管的關(guān)斷條件為什么.如何實(shí)現(xiàn) .晶閘管處于阻斷狀態(tài)時(shí)其兩端的電壓大小由什么打算 .答：晶閘管的關(guān)斷條件為：要使晶閘管由正向?qū)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄酄顟B(tài),可采納陽(yáng)極電壓反向使陽(yáng)極電流ia 減小, i a 下降到維護(hù)電流ih 以下時(shí),晶閘管內(nèi)部建立的正反饋無(wú)法進(jìn)行；進(jìn)而實(shí)現(xiàn)晶閘管的

2、關(guān)斷,其兩端電壓大小由電源電壓ua 打算；1.3 溫度上升時(shí),晶閘管的觸發(fā)電流.正反向漏電流.維護(hù)電流以及正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓如何變化？答：溫度上升時(shí), 晶閘管的觸發(fā)電流隨溫度上升而減小,正反向漏電流隨溫度上升而增大,維護(hù)電流i h 會(huì)減小,正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓隨溫度上升而減?。?.4 晶閘管的非正常導(dǎo)通方式有哪幾種？答：非正常導(dǎo)通方式有：1 i g=0 ,陽(yáng)極電壓上升至相當(dāng)高的數(shù)值；1 陽(yáng)極電壓上升率du/dt 過(guò)高； 3結(jié)溫過(guò)高；1.5 請(qǐng)簡(jiǎn)述晶閘管的關(guān)斷時(shí)間定義；答：晶閘管從正向陽(yáng)極電流下降為零到它復(fù)原正向阻斷才能所需的這段時(shí)間稱(chēng)為關(guān)斷時(shí)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - -

3、歡迎下載間；即 tqt rrt gr ；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.6 試說(shuō)明晶閘管有哪些派生器件？答：快速晶閘管.雙向晶閘管.逆導(dǎo)晶閘管.光控晶閘管等；1.7 請(qǐng)簡(jiǎn)述光控晶閘管的有關(guān)特點(diǎn)；答：光控晶閘管為在一般晶閘管的門(mén)極區(qū)集成了一個(gè)光電二極管,在光的照耀下, 光電二極管電流增加, 此電流便可作為門(mén)極電觸發(fā)電流使晶閘管開(kāi)通；主要用于高壓大功率場(chǎng)合；1.8 型號(hào)為 kp100-3 ,維護(hù)電流i h =4ma 的晶閘管,使用在圖題1.8 所示電路中為否合理,為什么 .暫不考慮電壓電流裕量1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載i a答：（ a）由于i100v50k2

4、00v2ma20 a圖題 1.8i h,所以不合理；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載ab 由于了；i a（ c）由于10150v1、kp100 的電流額定值為100,裕量達(dá)倍,太大150a,大于額定值,所以不合理；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.9 圖題 1.9 中實(shí)線(xiàn)部分表示流過(guò)晶閘管的電流波形,其最大值均為i m ,試運(yùn)算各圖的電流平均值電流有效值和波形系數(shù)；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1解：圖 a：itav = 2i m sin0td t i m=精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載

5、it =1i20i tm sint 2 d ti m=2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載k f =i t av =1.57精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載圖題 19012精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載圖b ：i tav =i m sintd t=i m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載it =1im0i tsint 2 d ti m=2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載k f =i t av 1=1.11i m sintd t3精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載圖c ：

6、i tav =3=2i m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1it =3i ti msint 2 d t13= i m380.63i m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載k f =i t av 1=1.26i m sintd t 3精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載圖d ：ita v = 21it =23i t3 i msint 2 d = 4i mt13= i m660.52i m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載k f =i t av 1=1.78i m4 i mdt精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 -

7、 - - 歡迎下載圖e：i tav = 21024 i m d = 8ti m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載it =k f =20i ti t av 1=2.83= 22i m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載圖f ：i tav = 22 id t m0=4精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2it =12 i20i tm d ti m=2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載k f =i t av =2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.10 上題中, 如不考慮安全裕量,問(wèn)額定電流100

8、a 的晶閘管答應(yīng)流過(guò)的平均電流分別為多少 .精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載f 圖波形系數(shù)為2,就有：2i t av =1.57100a 、ita v= 100 a=1.57100a 、ita v =141.4a=1.57100a 、ita v =124.6a=1.57100a 、i ta v =88.2a解： a圖波形系數(shù)為1.57,就有：1.57b圖波形系數(shù)為1.11,就有：1.11c圖波形系數(shù)為1.26,就有：1.26d圖波形系數(shù)為1.78,就有：1.78e圖波形系數(shù)為2.83,就有：2.83i t av i t av i t av i t av =1.57100a、i t

9、av =55.5ai t av =1.57100a 、itav =78.5a精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.11 某晶閘管型號(hào)規(guī)格為kp200-8d ,試問(wèn)型號(hào)規(guī)格代表什么意義.解： kp 代表一般型晶閘管, 200 代表其晶閘管的額定電流為200a , 8 代表晶閘管的正精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載反向峰值電壓為800v ,d 代表通態(tài)平均壓降為0.6 vu t0.7 v ；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.12 如圖題 1.12 所示,試畫(huà)出負(fù)載rd 上的電壓波形不考慮管子的導(dǎo)通壓降；圖題

10、1.12解：其波形如下圖所示：1.13 在圖題 1.13 中,如要使用單次脈沖觸發(fā)晶閘管t 導(dǎo)通,門(mén)極觸發(fā)信號(hào)（觸發(fā)電壓為脈沖）的寬度最小應(yīng)為多少微秒（設(shè)晶閘管的擎住電流i l =15ma ）？精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載圖題 1.13解：由題意可得晶閘管導(dǎo)通時(shí)的回路方程：l di adtri ae精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載a可解得ie 1 rtel,= r =1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載4精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載要維維護(hù)持晶閘管導(dǎo)通,i a t必需在擎住電流il 以上

11、,即精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載50 10.5e t 1510 3精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載t15010 6150s ,所以脈沖寬度必需大于150s；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.14 單相正弦溝通電源,晶閘管和負(fù)載電阻串聯(lián)如圖題1.14 所示,溝通電源電壓有效值為 220v ；(1) 考慮安全余量,應(yīng)如何選取晶閘管的額定電壓？(2) 如當(dāng)電流的波形系數(shù)為k f=2.22 時(shí),通過(guò)晶閘管的有效電流為100a ,考慮晶閘管的安全余量,應(yīng)如何挑選晶閘

12、管的額定電流？解：（ 1）考慮安全余量、 取實(shí)際工作電壓的2 倍u t=22022622v、取 600v（ 2）由于 k f=2.22、取兩倍的裕量,就：精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2i tav2.22100 a精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載得：i tav =111a取 100a ；圖題 1.141.15 什么叫 gtr 的一次擊穿 .什么叫 gtr 的二次擊穿 .答：處于工作狀態(tài)的gtr ,當(dāng)其集電極反偏電壓uce 漸增大電壓定額bu ceo 時(shí),集電極電流 ic 急劇增大（雪崩擊穿） ,但此時(shí)集電極的電壓基本保持不變,這叫一次擊穿；發(fā)生一次擊穿時(shí),假如連續(xù)

13、增大uce ,又不限制 i c,i c 上升到臨界值時(shí),u ce 突然下降,而 ic 連續(xù)增大（負(fù)載效應(yīng)） ,這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為二次擊穿；1.16 怎樣確定gtr 的安全工作區(qū)soa.答：安全工作區(qū)為指在輸出特性曲線(xiàn)圖上gtr能夠安全運(yùn)行的電流.電壓的極限范疇； 按基極偏量分類(lèi)可分為：正偏安全工作區(qū)fbsoa和反偏安全工作區(qū)rbso；a 正偏工作區(qū)又叫開(kāi)通工作區(qū),它為基極正向偏量條件下由gtr的最大答應(yīng)集電極功耗pcm以及二次擊穿功率 psb,i cm,buceo四條限制線(xiàn)所圍成的區(qū)域；反偏安全工作區(qū)又稱(chēng)為gtr的關(guān)斷安全工作區(qū),它表示在反向偏置狀態(tài)下gtr關(guān)斷過(guò)程中電壓uce,電流 i c限制界線(xiàn)

14、所圍成的區(qū)域；1.17 gtr 對(duì)基極驅(qū)動(dòng)電路的要求為什么？ 答：要求如下：5精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載（ 1）供應(yīng)合適的正反向基流以保證gtr 牢靠導(dǎo)通與關(guān)斷,（ 2）實(shí)現(xiàn)主電路與掌握電路隔離,（ 3）自動(dòng)愛(ài)護(hù)功能,以便在故障發(fā)生時(shí)快速自動(dòng)切除驅(qū)動(dòng)信號(hào)防止損壞gtr；（ 4）電路盡可能簡(jiǎn)潔,工作穩(wěn)固牢靠,抗干擾才能強(qiáng)；1.18 在大功率gtr 組成的開(kāi)關(guān)電路中為什么要加緩沖電路.答：緩沖電路可以使gtr在開(kāi)通中的集電極電流緩升,關(guān)斷中的集電極電壓緩升,防止du了 gtr同時(shí)承擔(dān)高電壓. 大電流；另一方面, 緩沖電路也可以使gtr的集電極電壓變化率dtdi精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)

15、習(xí)資料 - - - 歡迎下載和集電極電流變化率dt得到有效值抑制,減小開(kāi)關(guān)損耗和防止高壓擊穿和硅片局部過(guò)熱熔精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載通而損壞gtr；1.19 與 gtr 相比功率mos 管有何優(yōu)缺點(diǎn) .答： gtr 為電流型器件,功率mos 為電壓型器件,與gtr 相比,功率mos 管的工作速度快,開(kāi)關(guān)頻率高,驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)潔,無(wú)二次擊穿問(wèn)題,安全工作區(qū)寬,并且輸入阻抗可達(dá)幾十兆歐；但功率 mos的缺點(diǎn)有：電流容量低,承擔(dān)反向電壓??；1.20 從結(jié)構(gòu)上講,功率mos 管與 vdmos管有何區(qū)分 .+答：功率mos采納水平結(jié)構(gòu),器件的源極s,柵極 g和漏極 d 均被

16、置于硅片的一側(cè),通態(tài)電阻大,性能差,硅片利用率低；vdmos采納二次擴(kuò)散形式的p 形區(qū)的 n 型區(qū)在硅片表面的結(jié)深之差來(lái)形成極短的.可精確掌握的溝道長(zhǎng)度（13m）.制成垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以直接裝漏極.電流容量大.集成度高；1.21 試說(shuō)明 vdmos的安全工作區(qū)；答： vdmos的安全工作區(qū)分為： （ 1）正向偏置安全工作區(qū),由漏電源通態(tài)電阻限制線(xiàn),最大漏極電流限制線(xiàn),最大功耗限制線(xiàn),最大漏源電壓限制線(xiàn)構(gòu)成；（2）開(kāi)關(guān)安全工作區(qū)： 由最大峰值漏極電流i cm,最大漏源擊穿電壓buds最高結(jié)溫i jm 所打算；（ 3）換向安全工作區(qū)：di精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載換向速度dt肯定

17、時(shí),由漏極正向電壓uds和二極管的正向電流的安全運(yùn)行極限值i fm打算；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.22 試簡(jiǎn)述功率場(chǎng)效應(yīng)管在應(yīng)用中的留意事項(xiàng)；答：（ 1）過(guò)電流愛(ài)護(hù), （ 2）過(guò)電壓愛(ài)護(hù), （ 3）過(guò)熱愛(ài)護(hù), （ 4）防靜電；1.23 與 gtr . vdmos相比, igbt管有何特點(diǎn) .答： igbt 的開(kāi)關(guān)速度快,其開(kāi)關(guān)時(shí)間為同容量gtr的 1/10 ,igbt 電流容量大,為同容量 mos的 10 倍；與 vdmo.s gtr相比, igbt 的耐壓可以做得很高,最大答應(yīng)電壓ucem可達(dá)4500v, igbt 的最高答應(yīng)結(jié)溫tjm為 150,而且igbt 的通態(tài)

18、壓降在室溫順最高結(jié)溫之間變化很小,具有良好的溫度特性；通態(tài)壓降為同一耐壓規(guī)格vdmos的 1/10 ,輸入阻抗與mos6精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載同；1.24 下表給出了1200v 和不同等級(jí)電流容量igbt管的柵極電阻舉薦值；試說(shuō)明為什么隨著電流容量的增大,柵極電阻值相應(yīng)減?。侩娏魅萘?a255075100150200300柵極電阻502515128.253.3答：對(duì)肯定值的集電極電流,柵極電阻增大柵極電路的時(shí)間常數(shù)相應(yīng)增大,關(guān)斷時(shí)柵壓下降到關(guān)斷門(mén)限電壓的時(shí)間變長(zhǎng),于為 igbt 的關(guān)斷損耗增大； 因此,隨著電流容量的增大,為了減小關(guān)斷損耗,柵極電阻值相應(yīng)減?。粦?yīng)當(dāng)留意的

19、為, 太小的柵極電阻會(huì)使關(guān)斷過(guò)程電 壓變化加劇,在損耗答應(yīng)的情形下,柵極電阻不使用宜太?。?.25 在 scr.gtr .igbt .gto . mosfet . igct及 mct器件中,哪些器件可以承擔(dān)反向電壓？哪些可以用作靜態(tài)溝通開(kāi)關(guān)？答： scr.gtr.igbt .gto .mct 都可承擔(dān)反向電壓；scr 可以用作靜態(tài)開(kāi)關(guān)；1.26 試說(shuō)明有關(guān)功率mosfet驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)；答：功率mosfet 驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)為：輸入阻抗高,所需驅(qū)動(dòng)功率小,驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)潔,工作頻率高；1.27 試述靜電感應(yīng)晶體管sit 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；答： sit 采納垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu),溝道短而寬,適合于高電壓,大電流的場(chǎng)合,其漏極電流具有負(fù)溫度系數(shù),可防止因溫度上升而引起的惡性循環(huán)漏極